南昌市朝阳污水处理厂自控系统

南昌市朝阳污水处理厂自控系统南昌市朝阳污水处理厂自控系统1引言引言南昌市朝阳污水处理厂工程于2000年底全部竣工并投产，同期被南昌水业集团收购，现已成为日处理污水8×104m3的现代化污水处理厂。工厂建立了计算机自动监测、控制和管理系统，实现了生产控制自动化和管理自动化，极大的提高了生产效率，减轻了劳动强度。该套自控系统由上海市政工程设计院斯美自控公司设计，在系统调试过程中，工厂技术人员给予了相当大的技术支持，并在试运行过程中结合实际情况，提出了许多合理化建议。以下将对该系统各部分进行介绍。2系统构成系统构成工厂自控系统采用集中管理、分散控制的模式。控制系统分为两级:现场站和中央站。厂内设一个中央控制站、两个现场控制站。现场站独立完成该区域有关工艺过程中参数检测值的数据采集和设备控制，中央站主要完成全厂的数据显示、控制和管理。(1)PLC控制系统本厂设2个PLC现场站，负责收集设备状态信号及仪表测量值，并完成现场控制。1号PLC站设于进水泵房，用于粗格栅及进水泵站、细格栅及沉砂池的工艺过程参数采集和控制。2号PLC站设于配电间，用于对氧化沟、回流剩余污泥站、二沉池、排放泵站和脱水机房等主要设备状态信号、仪表参数、工艺过程参数进行采集和控制。其硬件框图如图1所示。图1PLC控制系统硬件框图(2)上位机及模拟屏监控系统集中控制室配置互为热备的集中监控计算机操作单元两套、模拟屏一面。计算机与PLC采用了TCP/IP工业以太网通讯，构成全厂的监控网络。模拟屏采用镶嵌式彩色马赛克，用于反映全厂污水处理工艺过程和主要工艺参数的动态显示。模拟屏与计算机采用RS232口通讯。上位机能完成各种数据的处理并将处理结果提交到中央数据库进行集中管理，可打印日、月报表及报警值，还可在人机界面中显示各组相关数据、工艺流程的实时状态以及历史趋势。3PLC控制方案控制方案在介绍自控系统之前，先介绍一下朝阳污水处理厂工艺流程(如图2所示)。图2工艺流程图现将根据工艺流程、系统各部分功能介绍如下：3.1进水泵房进水泵房来自市政管网的污水先经粗格栅去除较大的飘浮物后，再由潜污泵提升入污水处理厂。泵房内设潜污泵8台(其中2台备用)，正常情况下水泵由PLC根据超声波液位计显示液位启动，采用先开先停，轮换开泵，使泵开启时间均衡。在非常情况下(如城市遭受大暴雨袭击等)，PLC可以执行应急控制程序，该控制程序能在极端情况下最大限度的控制设备运行，同时保证泵和配电设备的安全运行。由于进水泵房是整座污水厂最重要的部分之一，故在现场控制箱二次回路中再增加低液位锁定与高液位紧急启动，以确保在液位计故障的情况下，进水泵房的设备能够安全运行。PLC的应急控制程序与现场控制箱的高低液位锁定构成了进水泵房的双保险。以下是对进水泵房各环节控制方案的简要介绍。(1)机械粗格栅控制方案机械粗格栅正常情况下，每隔两小时启动一次，但当粗格栅前后液位差大于200mm时，立即启动除污机。当液位差恢复正常时，除污机按正常程序工作。格栅与皮带输送机、压榨机的联动由现场控制箱控制，格栅也可在现场手动控制。(2)进水泵控制方案进水泵房内共设8台潜污泵(其中两台备用)，工作泵根据PLC送来的液位信号逐台开停，并根据累计运行时间自动轮值，使各泵开启时间均衡，同时现场控制箱利用高、低液位开关信号，低液位锁定停泵及高液位紧急启动，并备有应急控制程序;进水泵房集水井设超声波液位计一套，测量进水液位值，测量信号送1#PLC;设浮球开关两套，信号送1#PLC及现场控制箱，作高液位报警和水泵干运行保护。最高报警液位Hm=15.30(33%)高液位H=14.75(23%)低液位L=14.45(17%)最低报警液位Lm=13.65(3%)当液位Y:Y≥Hm:执行应急控制程序Hm>Y>H:为开泵区，当液位再上升时增开一台泵H>Y>L:维持泵开启台数不变L>Y>Lm:为关泵区，当液位再下降时关闭一台泵Lm≥Y:关闭所有泵。PLC执行上述判别的时间为每5分钟1次(3)细格栅除污机控制方案机械细格栅正常情况下，每隔两小时启动一次，但当细格栅前后液位差大于200mm时，应立即启动除污机。当液位差恢复正常时，除污机按正常程序工作。格栅与皮带输送机、压榨机的联动由现场控制箱控制，格栅也可在现场手动控制。细格栅前后各设超声波液位计一套，测量细格栅前液位，测量信号送1#PLC。(4)沉砂池控制方案沉砂池内搅拌板为连续运转，砂泵可根据PLC由时间程序控制开停，以节约能耗。具体运行时间根据进水沙的含量来确定，砂水分离器的启停与砂泵实行联动。两条沉砂池出水管各设一套电磁流量计，测量进水流量，测量信号送1#PLC;沉砂池设pH测量仪一套，测量进水pH，测量信号送1#PLC。3.2氧化沟氧化沟沉砂池出水由底部进入配水井，通过两座调节堰门向回转式氧化沟配水后与